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C最后被一个并非特意寻找它的人意外地分离出来
了。1928年,匈牙利出生的生物化学家森特
…哲尔吉从洋白菜中
分离出一种物质,能够帮助把氢原子从一种化合物传递给另一种
化合物。森特
…哲尔吉当时在伦敦霍普金斯实验室工作,主要想弄
清楚组织是怎样利用氧的。此后不久,当时正在寻找维生素
C的
匹兹堡大学的
C。 G。 金和他的同事们,从洋白菜中制备了一些这
种物质,发现这种物质能够有效地防止坏血病。此外,他们还发
现,这种物质与他们从柠檬汁中得到的晶体相同。
1933年,C。 G。
第十五章 人 体
第十五章 人 体
金确定了这种物质的结构,原来是一种有
6个碳的糖分子,属于
L
系而不是
D系:
O
OC
CH CH CH2OH
CC
OH
OH OH
它被命名为抗坏血酸(源自希腊语,意思是“没有坏血病”)。
至于维生素
A,人们观察到富含维生素
A的食物通常呈黄色
或橙色(奶油、蛋黄、胡萝卜、鱼肝油等),从而得到关于它的结构的
第一个提示。人们发现,一种叫胡萝卜素的碳氢化合物是形成这
种颜色的主要物质。1929年,英国生物化学家
T。穆尔证明,用含
有胡萝卜素的食物喂养的大白鼠,肝内存有维生素
A。维生素
A
本身并不是黄色,所以推断胡萝卜素本身不是维生素
A,而是肝脏
把它转变成维生素
A。(胡萝卜素现在被当作维生素原的一个例
子。)
1937年,美国化学家
H。 N。 霍姆斯和科比特从鱼肝油中分离
出了维生素
A的结晶。结果证明维生素
A是一种二十碳化合物,
即胡萝卜素分子的一半再加上一个羧基:
CH3 CH3
CH3 CH3
C
CH2 C CHCHC CHCHCHCCHCH2OH
CH2 C CH3
CH2
正在寻找维生素
D的化学家们,通过日光找到了最好的化学
线索。早在
1921年,最先证明维生素
D存在的麦科勒姆小组就
指出,吃缺乏维生素
D食物的大白鼠,如果暴露在阳光下,也不得
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佝偻病。生物化学家们猜想,日光的能量把体内的某种维生素原
转变成了维生素
D。由于维生素
D是脂溶性的,所以他们在食物
的脂肪物质中去寻找这种维生素原。
把脂肪分解成若干组分,再把每一个组分分别暴露于阳光下,
用这种方法他们确定出,由阳光转变成维生素
D的维生素原是
一种类固醇(甾类化合物)。是什么类固醇?他们检验了胆固醇
(体内最常见的一种类固醇),但不是它。后来,
1926年,英国生物
化学家罗森海姆和韦伯斯特发现,阳光可以把一种与胆固醇密切
相关的固醇转变成维生素
D。这种固醇就是麦角固醇(因为它最
早是从被麦角菌感染的黑麦中分离出来的,所以这样命名)。德国
化学家温道斯大约在同一时间也独立地得到这一发现。由于这项
工作及对类固醇的其他研究工作,温道斯获得
1928年的诺贝尔化
学奖。
用麦角固醇制造维生素
D的困难在于,动物体内不产生麦角
固醇。最后,人体内的这种维生素原被确定为
7-脱氢胆固醇,和
胆固醇的区别在于,它的分子中少两个氢原子。由它形成的维生
素
D的结构式是这样的:
CH3 CH3
CH CH2 CH2 CH2 CH CH3
CH3
CH
CH2
CH2
CH2 C
CH2 CH2 CH2 CH CH2
CH2 C
C
CH C
CH
HO CH2 CH
第十五章 人 体
第十五章 人 体
维生素
D中有一种叫做钙化醇(源自拉丁语,意思是“携带
钙”),因为它是骨骼正常生长所不可缺少的。
并不是所有的维生素缺少时都会产生急性病。1922年,加利
福尼亚大学的埃文斯和
K。 J。斯科特含蓄地指出,有一种维生素
是动物不育的一个原因。直到
1936年,埃文斯和他的小组才成功
地分离出这种维生素,即维生素
E,后来被命名为生育酚(源自希
腊语,意思是“生孩子”)。
不幸的是,人类是否需要维生素
E?需要的量是多少?这些
问题目前还不清楚。显然有意地通过饮食造成不育的实验是不能
用在人身上的。即使在动物方面,不喂它们维生素
E可以使它们
不育,这并不一定意味着天生的不育症都是由这种方式引起的。
20世纪
30年代,丹麦生物化学家达姆用鸡进行实验,发现一
种维生素与血液的凝集有关,他把这种维生素命名为凝血维生素,
这个名称最后被缩写成维生素
K。后来圣路易大学的多伊西和他
的同事们分离出了维生素
K并确定了它的结构。达姆和多伊西
分享了
1943年的诺贝尔医学与生理学奖。
维生素
K不是一种主要维生素,也不构成营养上的问题。在
正常的情况下,肠内细菌制造的维生素
K就足以够用。事实上,
它们制造的维生素
K很多,以至于粪便中的维生素
K可能比食物
中的还要丰富。新生婴儿由于缺乏维生素
K,特别容易发生血液
不易凝集从而出血的危险。在卫生设备现代化的医院,可以使新
生婴儿在三天内积聚相当的肠菌供应,并且通过直接给婴儿注射
维生素
K,或者注射到要临盆的母亲身上,来保护婴儿。以前,婴
儿一生下来几乎立即得到细菌,虽然他们可能死于各种感染和疾
病,但他们至少没有出血的危险。
事实上,人们可能想知道,在完全没有肠菌的情况下,生物能
否生存,或者这种共生现象是否达到了密不可分的程度。不管怎
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样,没有肠菌的动物从出生就一直在无菌的条件下生长,而且能够
在这种条件下繁殖。小白鼠以这种方式可以繁殖
12代。从
1928
年以来,圣母大学一直在进行这类实验。
20世纪
30年代末和
40年代初,在这一期间内生物学家们鉴
别出了另外几种
B族维生素,现分别被命名为生物素、泛酸、吡哆
醇、叶酸和氰钴胺素。这些维生素全部由肠内细菌制造;而且,它
们在食物中普遍存在,不会出现缺乏病。事实上,研究人员为了观
察缺乏病的症状,不得不用有意排除这些维生素的人造食物来喂
实验动物,甚至还要加入抗维生素以中和肠内细菌制造的维生素。
(抗维生素在结构上与维生素相类似,通过竞争性抑制使酶失去活
性,不能再利用维生素。)
维生素疗法
在各种维生素中,每一种维生素的结构一经确定,通常紧跟着
很快就合成出这种维生素,有时在结构确定以前就合成出来了。
例如,1937年
R。 R。 威廉斯和他的小组合成了硫胺素,3年以后他
们才推断出这种维生素的结构。波兰出生的瑞士生物化学家赖希
施泰因和他的小组
1933年合成了抗坏血酸,比
C。 G。 金完全确定
其结构略早一点。还有另一个例子,
1936年两个不同的化学家小
组合成了维生素
A,也比完全确定其结构略早一点。
合成维生素的应用使人们能够在食物中增加维生素的含量
(早在
1924年,牛奶就成了第一种增加维生素的食物),同时能够
以合理的价格制备维生素混合剂,在药店出售。对维生素药丸的
需求因人而异。在所有的维生素中,最容易缺乏供应的是维生素
D。在北方气候中生活的儿童,冬天里阳光微弱,容易患佝偻病,
因此可能需要食用辐射处理过的食物和补充维生素。但是,维生
素
D和维生素
A的剂量应当谨慎控制,因为过量使用这些维生素
第十五章 人 体
第十五章 人 体
是有害的。
至于
B族维生素,一个人只要食用一般的粗粮,就不需要再
服用这类维生素药丸。维生素
C也是如此,在任何情况下都不会
成为问题,因为在认识到这些维生素的时代,很少有人不喜欢喝橘
子汁,也很少有人不经常喝橘子汁。
总的来说,维生素药丸的大批应用,主要是增加药店的利润,
通常对人是无害的,而美国这一代人比以前几代人身高和体重都
有所增加,这可能也是部分原因。
在
20世纪
70年代,有人提出了大剂量维生素疗法的设想。
有人提出,足以防止缺乏病的极少量维生素,不一定能够满足体内
最佳功能的需要,也不一定能够足以防止一些其他疾病的发生。
例如,有人认为,大剂量地使用某些
B族维生素可以改善精神分
裂症。
大剂量维生素疗法的最重要的代表者是泡令。1970年,他认
为,每日大剂量服用维生素
C可以预防感冒,而且对健康还有其
他一些好处。虽然他没有使医药界普遍地信服,但是大众总是强
调维生素的积极作用(特别是由于这些维生素药丸随时可以买到
又很便宜),他们急于服用,把药店里的维生素
C抢购一空。
服用过多的水溶性维生素,如维生素
B复合物和维生素
C,不
会造成正向性的伤害。因为体内不储存这些维生素,它们很容易
被排泄掉。因此,体内实际上并不需要大剂量,过多地服用只能增
加尿中的维生素含量。
脂溶性维生素完全是另外一种情况,特别是维生素
A和
D。
这些维生素可以溶解在身体的脂肪里并储存在那里,而后像脂肪
本身一样不易活动。因此,供应量太大会使身体超载而打乱身体
的功能,引起所谓的维生素过多症。由于维生素
A储存在肝脏
里,特别是鱼和食鱼动物的肝脏里(整个年青一代就曾因经常服用
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鱼肝油而过着一种可怕的生活),所以一�